﻿/**
 * File: merge_sort.cs
 * Created Time: 2022-12-23
 * Author: haptear (haptear@hotmail.com)
 */

namespace hello_algo.chapter_sorting;

public class merge_sort {
    /* 合并左子数组和右子数组 */
    // 左子数组区间 [left, mid]
    // 右子数组区间 [mid + 1, right]
    static void Merge(int[] nums, int left, int mid, int right) {
        // 初始化辅助数组
        int[] tmp = nums[left..(right + 1)];
        // 左子数组的起始索引和结束索引  
        int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
        // 右子数组的起始索引和结束索引       
        int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
        // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
        int i = leftStart, j = rightStart;
        // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
        for (int k = left; k <= right; k++) {
            // 若“左子数组已全部合并完”，则选取右子数组元素，并且 j++
            if (i > leftEnd)
                nums[k] = tmp[j++];
            // 否则，若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”，则选取左子数组元素，并且 i++
            else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
                nums[k] = tmp[i++];
            // 否则，若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”，则选取右子数组元素，并且 j++
            else
                nums[k] = tmp[j++];
        }
    }

    /* 归并排序 */
    static void MergeSort(int[] nums, int left, int right) {
        // 终止条件
        if (left >= right) return;       // 当子数组长度为 1 时终止递归
        // 划分阶段
        int mid = (left + right) / 2;    // 计算中点
        MergeSort(nums, left, mid);      // 递归左子数组
        MergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
        // 合并阶段
        Merge(nums, left, mid, right);
    }

    [Test]
    public void Test() {
        /* 归并排序 */
        int[] nums = { 7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4 };
        MergeSort(nums, 0, nums.Length - 1);
        Console.WriteLine("归并排序完成后 nums = " + string.Join(",", nums));
    }
}
